公路钢箱梁焊接变形控制技术研究

公路钢箱梁焊接变形控制技术研究

【摘 要】近年来，随着焊接技术特别是CO2气体保护焊接技术在公路钢箱梁制造中的应用越来越广泛，生产效率和焊缝质量提高的同时，也带来诸如焊接变形加剧且难以控制的负面影响。本文通过工程实例阐述了合理运用焊接反变形技术，抵消焊接变形，达到提高产品几何尺寸精度的目的。

【关键词】CO2气体保护焊；公路钢箱梁；板单元；梁段；焊接变形控制

0 概述

近年来随着公路桥梁建设的迅猛发展，国内相继完成了润扬长江大桥、南京长江三桥、苏通长江大桥和上海长江大桥等项目建设；在国外，则建成了法国的诺曼底大桥、日本的多多罗大桥、韩国仁川等大桥。上述公路桥梁构造多为焊接构造的钢箱梁，国内的钢箱梁制造技术也不断进步，尤其是CO2气体保护焊接技术的发展与完善，使得钢箱梁的整体焊接质量不断提高，焊接技术日益成熟，但是焊接构造仍存在固有的焊接变形问题。因此，如何在板单元制造和梁段整体拼装节段过程中有效控制焊接变形就显得尤为重要。

1 公路钢箱梁构造和制造方案简介

多数公路钢箱梁的主梁为扁平流线形封闭钢箱梁，由顶板、底板（包括斜底板）、腹板、横隔板、纵隔板、锚箱、风嘴等组成，见图1。

钢箱梁制造与安装划分为三个阶段：板单元制造，梁段制造，桥上拼装焊接。制定钢箱梁制造方案时，在满足设计要求、保证大桥制造质量的的前提下，综合考虑供料、运输及批量生产等因素，划分若干板单元制造，见图2。板单元制造完成后在梁段拼装胎架上进行整体拼装，拼装中按照梁段底板→斜底板→横纵隔板→腹板→桥顶板→风嘴的顺序，实现立体阶梯形推进方式逐段组装与焊接。完成梁段拼装后运至桥址进行架设和现场连接。

2 板单元焊接变形控制

2.1 顶（底）板、腹板单元焊接变形控制技术

钢箱梁顶（底）板、腹板单元均为有单侧加劲的正交异性板结构， U形肋或板肋角焊缝在顶（底）板、腹板单侧，会导致板单元焊完后钢板存在一定的角变形，产生向内弯曲，影响板单元平面度，见图3、图4。为了达到平面度验收标准要求，只能采取火焰修整，火焰加热会使板件产生新的收缩变形，致使板单元尺寸很难控制。

根据焊接变形的特点，采取焊接前对板单元进行反变形，即把板单元向反方向给予一定的预变形量，使其与焊接产生的热变形互相抵消，焊后板单元能够保

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